Происхождение губок пересмотрели — эволюционная хронология дала трещину

История происхождения губок долгое время оставалась предметом научных споров. Генетические данные указывали на одно время появления этих организмов, а окаменелости — на другое. Новый анализ позволил сузить временные рамки и по-новому взглянуть на ранние этапы эволюции животных. Об этом сообщает Бристольский университет.

Когда появились первые губки

Исследование под руководством почётного научного сотрудника Бристольского университета Марии Элеоноры Росси показало, что губки возникли примерно 600-615 миллионов лет назад. Это относит их появление к эдиакарскому периоду — времени, предшествующему кембрийскому взрыву, когда начали активно формироваться сложные формы жизни.

Ключевой вывод работы заключается в том, что самые ранние губки были мягкотелыми и не имели минеральных скелетов. Именно это могло стать причиной их "отсутствия" в ранней летописи окаменелостей.

Почему окаменелости вводили в заблуждение

Минеральные структуры сохраняются в породах значительно лучше, чем мягкие ткани. У современных губок такую роль играют спикулы — микроскопические иглы из кремнезёма или карбоната кальция, которые укрепляют тело.

Когда древние губки ещё не вырабатывали эти структуры, после их гибели почти ничего не оставалось. В результате в породах эдиакарского возраста находят лишь редкие химические следы, а не чёткие отпечатки тел.

Как совместили гены и ископаемые данные

Вместо того чтобы опираться только на один источник, учёные объединили молекулярные и палеонтологические данные. Они построили филогенетическое древо на основе генов и "привязали" ключевые ветви к надёжно датированным окаменелостям, используя подходы, близкие к анализу хромосомных путей эволюции.

Такой метод позволил ограничить разброс дат и снизить расхождения между молекулярными часами и реальными геологическими слоями. В итоге происхождение губок оказалось ближе к периоду появления их первых твёрдых структур, но не настолько древним, как предполагали отдельные химические маркеры.

Похожие скелеты — разное происхождение

Анализ показал, что минеральные скелеты у губок могли возникать независимо в разных линиях. Внешне похожие спикулы не всегда означают общее происхождение, поскольку гены, отвечающие за биоминерализацию, различаются.

Это меняет подход к интерпретации древних находок. Общая форма больше не считается надёжным признаком родства, особенно когда речь идёт о фрагментарных ископаемых остатках.

"Наши результаты показывают, что первые губки были мягкими и не имели минерализованных скелетов", — отметила Мария Элеонора Росси.

Моделирование ранних скелетных форм

Чтобы проверить разные сценарии, команда использовала статистические модели, основанные на марковских процессах. Они рассматривали эволюцию скелета как переход между состояниями — от мягкого тела к разным типам минерализации.

Наиболее реалистичные модели указывали на мягкотелых предков. Учёные также подчеркнули, что кремниевые и карбонатные структуры нельзя считать равнозначными, поскольку они по-разному сохраняются в породах и отражают разные биологические процессы.

Роль губок в современных океанах

Губки и сегодня остаются важными "инженерами экосистем". Прокачивая через себя огромные объёмы воды, они участвуют в круговороте углерода, питательных веществ и кремния.

Особенно важна их роль в кремниевом цикле. Некоторые виды накапливают кремний в скелетах, а затем возвращают его в океан по мере разрушения структур. Понимание этих процессов перекликается с тем, как в живых системах работают эволюционные механизмы коммуникации.

Химические следы и нерешённые вопросы

В породах старше 635 миллионов лет находят биомаркеры — органические молекулы, которые могут указывать на присутствие древней жизни. Ранее их связывали с ранними губками, что отодвигало их происхождение ещё дальше в прошлое.

Новое исследование не даёт окончательного ответа, но сокращает разрыв между генетическими оценками и ископаемыми данными, делая картину более согласованной.

Пределы современных данных

Учёные также проверили, связано ли появление минеральных спикул с резким ростом разнообразия губок. Статистический анализ не выявил прямой зависимости, что указывает на влияние других факторов среды и биологии.

Мягкие ткани и условия обитания редко сохраняются вместе, поэтому многие детали ранней эволюции остаются скрытыми. Тем не менее новые даты и модели дают более чёткую точку отсчёта для будущих находок.

Плюсы и минусы нового подхода

Метод объединяет генетику, палеонтологию и статистику, снижая противоречия между разными источниками данных. Однако он всё ещё зависит от качества ископаемых и полноты геномных выборок, которые могут расшириться в будущем.

Советы шаг за шагом для интерпретации древней эволюции

1. Учитывать ограничения летописи окаменелостей для мягкотелых организмов.

2. Сопоставлять молекулярные часы с геологическими данными.

3. Различать сходство форм и реальное родство.

4. Использовать несколько моделей для проверки эволюционных сценариев.

Популярные вопросы о происхождении губок

Почему губки считаются одними из первых животных?
Они имеют простое строение и занимают базовое положение в эволюционном древе.

Почему их трудно найти в древних породах?
Ранние формы не имели твёрдых скелетов и плохо сохранялись.

Может ли временная шкала измениться снова?
Да, новые окаменелости и генетические данные могут уточнить оценки.